TWI566690B

TWI566690B - 蜂王育種評估方法

Info

Publication number: TWI566690B
Application number: TW104127216A
Authority: TW
Inventors: 蘇泰盛; 鄭雅綺; 邱士珍; 郭玫均; 陳嫡鎔
Original assignee: 國立屏東科技大學
Priority date: 2015-08-20
Filing date: 2015-08-20
Publication date: 2017-01-21
Also published as: TW201707559A

Description

蜂王育種評估方法

本發明係關於一種昆蟲育種評估方法；特別是關於一種可自動針對蜂類習性培育優良蜂王品種的蜂王育種評估方法。

自然界植物多需要昆蟲(如：蜜蜂等)協助授粉繁殖後代，以蜜蜂為例，蜂群為母系社會，主要由一蜂王(女王蜂)、少數雄蜂及多數工蜂組成，工蜂可採集花粉生產蜂群營養來源(如：蜂蜜、蜂王乳及蜂膠等)，雄蜂負責與蜂王交配，蜂王身負產卵及維繫蜂群等重任。其中，蜂王能力與蜂群營養來源(蜂產品)的產量息息相關，蜂王會隨其適任能力低落而遭蜂群汰換，但是，為了避免蜂產品的產量與品質降低，養蜂業者通常會以人為方式定期(如：一年)更換新蜂王(即換王)。

在進行換王作業前，最重要的前置工作為選育優良品種的蜂王(即育王)，習知蜂王育種方法多以人工進行，如：巡查各蜂箱的蜂群數量及活動量，加以記錄後憑經驗擇優選配雄蜂與處女蜂(儲備蜂王)，以利處女蜂與雄蜂行空中交配後蛻變為蜂王再飛回蜂箱(約7至12天)，此期間可由人工移除舊蜂王，以利順利完成換王作業。

在育王過程中，由於各蜂箱中處女蜂自王台(Queen Cell Cup)羽化時間不同，處女蜂羽化後飛出交配成功與否會影響是否回箱(若未回箱則會產生無王的吵雜現象)，更影響培育後代蜂王的父、母群選擇結果。惟，習知人工查箱方式曠時費工，除易錯過各箱之蜂王的最佳交配時間外，且難以目視判斷新蜂王是否回箱，亦無法依據客觀指標(如：採蜜量、產乳量及採粉量等)評估新蜂王父母群來源的育王組合，導致人為誤差或經驗傳承不佳所致的不良結果，如：需投入大量幼蟲王台才可順利育王等。

有鑑於此，有必要改善上述先前技術的缺點，以符合實際需求，提升其實用性。

本發明係提供一種蜂王育種評估方法，可自動依據蜂群習性評估蜂王的最佳育種組合。

本發明揭示一種蜂王育種評估方法，係包含：一準備步驟，可將一電腦系統連接一資料庫，該資料庫可儲存數個母源之參數及數個父源之參數，用於執行一育王作業，該電腦系統可耦接至少一收音器，用以測量一蜂箱之音量，該蜂箱可內含一蜂王及數隻蜂；一估算步驟，可由該電腦系統依據該母源之參數計算數個母群評分，可依據該父源之參數計算數個父群評分，可計算各父群評分與各母群評分之均值分別為一候選均值；一選育步驟，可由該電腦系統選取該數個候選均值中最大值對應的母源及父源作為一候選組合後輸出，可供一使用者進行一蜂王除舊佈新過程後，進行一配對步驟；及該配對步驟，可由該電腦系統經該收音器監測該蜂箱之音量，若該音量上升超過一門檻值後，再降至低於該門檻值，以該候選組合作為一育王組合後輸出，否則，可剔除該候選組合對應之候選均值，重新進行該選育步驟，直到輸出該育王組合或無該候選均值為止。

所述估算步驟中，各父源之編號為f，各母源之編號為m，第m個母源之母群評分的計算方式可如下式所示，其中，BMS _m為第m個母源之母群評分，W_m1為第m個母源之蜜量權重， W_m2為第m個母源之乳量權重，W_m3為第m個母源之粉量權重，W_m4為第m個母源之領導權重，W_m5為第m個母源之健康權重，W_m6為第m個母源之成本權重，其中，IE_mi為第m個母源之第i個參數，i=1~6分別為一採蜜量、一產乳量、一採粉量、一領導係數、一健康係數、一成本係數，EB_i為第i個參數之最大值，ES_i為第i個參數之最小值，E _mi為第i個參數之原始資料，為第i個參數之原始資料最大值，為第i個參數之原始資料最小值；第f個父源之父群評分的計算方式可如下式所示，其中，BFS _f為第f個父源的父群評分，W_f1為第f個父源之生產權重，W_f2為第f個父源之領導權重，W_f3為第f個父源之溫馴權重，W_f4為第f個父源之抗病權重，W_f5為第f個父源之勤勞權重，其中，QE_fj為第f個父源之第j個參數，qE _fk為第f個父源的第k個係數，k=1~5分別為一生產係數、一領導係數、一溫馴係數、一抗病係數、一勤勞係數，EB_j為第j個參數之最大值，ES_j為第j個參數之最小值，E _fk為第k個係數之原始資料，為第k個參數之原始資料最大值，為第k個參數之原始資料最小值。

所述各候選均值的計算方式可如下式所示，其中，l為母源與父源之排列組合編號，SUM _l為第l個母源與父源之排列組合的候選均值，BMS _m為第m個母源之母群評分，BFS _f為第f個父源的父群評分。

所述第m個母源之蜜量權重可為20%，第m個母源之乳量權重可為20%，第m個母源之粉量權重可為20%，第m個母源之領導權重可為15%，第m個母源之健康權重可為15%，第m個母源之成本權重可為10%。

所述第f個父源之生產權重可為20%，第f個父源之領導權重可為20%，第f個父源之溫馴權重可為20%，第f個父源之抗病權重可為20%，第f個父源之勤勞權重可為20%。

所述數個父群評分可為數個父群採蜜評分、數個父群產乳評分或數個父群採粉評分。

上揭蜂王育種評估方法，可由該電腦系統及收音器測量該蜂箱之音量，可由客觀指標(如：採蜜量、產乳量及採粉量等)自動依據蜂群習性評估蜂王的最佳育種組合，無需人工查箱即可完成，可以達成「自動找出優化後代蜂王之父源、母源的育王組合」功效，可排除習知蜂王育種方法「易錯過各箱之蜂王的最佳交配時間」、「難以目視判斷新蜂王是否回箱」、「無法依據客觀指標評估新蜂王父母群來源的育王組合」及「人為誤差或經驗傳承不佳所致的不良結果」等問題。

1‧‧‧電腦系統

2‧‧‧收音器

3‧‧‧蜂箱

C‧‧‧音量曲線

S1‧‧‧準備步驟

S2‧‧‧估算步驟

S3‧‧‧選育步驟

S4‧‧‧配對步驟

第1圖：係本發明蜂王育種評估方法實施例之系統方塊圖。

第2圖：係本發明蜂王育種評估方法實施例之方法流程圖。

第3圖：係本發明蜂王育種評估方法實施例之蜂箱音量的量測曲線圖。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

本發明全文所述之「耦接」(coupled connection)，係指二電子裝置可經由有線或無線技術(如：Ethernet或Zigbee等)相互通訊，如：含有線及無線網路之異質網路等，惟不以此為限，係本發明所屬技術領域中具有通常知識者可以理解。

本發明全文所述之「母源」(mother source)，係指用來孕育蜂王的雌蜂來源，如：不同廠商之雌蜂幼蟲，惟不以此為限，係本發明所屬技術領域中具有通常知識者可以理解。

本發明全文所述之「父源」(father source)，係指用來孕育蜂王的雄蜂來源，如：養蜂業者本身蜂箱之雄蜂，惟不以此為限，係本發明所屬技術領域中具有通常知識者可以理解。

本發明全文所述之「蜂王除舊佈新過程」，係指使用者以人為方式將來自該母源之幼蟲及選自該父源之雄蜂置於一蜂箱，同時，可由該使用者移除該蜂箱之蜂王，以利產生該蜂箱之新蜂王，係本發明所屬技術領域中具有通常知識者可以理解。

請參閱第1圖所示，其係本發明蜂王育種評估方法實施例之系統方塊圖。其中，該系統實施例可將一電腦系統1連接一資料庫(圖未繪示)，該資料庫可儲存數個母源之參數及數個父源之參數，用於執行一育王作業，該電腦系統1耦接至少一收音器2，用以測量至少一蜂箱(beehive)3之音量，該蜂箱3內含一蜂王及數隻蜂(圖未繪示)。在此實施例中，該蜂可為各種蜂(如：蜜蜂等)的特殊品種(如：義大利蜂等)；該電腦系統1可為具有資料輸出入及運算功能之裝置或平台；該收音器2可為具有聲音收錄功能之裝置，如：分貝器或麥克風等，惟不以此為限；該蜂箱3僅以一個作為實施態樣，惟亦可依實際需求增加為數個，在此並不設限。

請參閱第2圖所示，其係本發明蜂王育種評估方法實施例之方法流程圖。其中，該方法實施例可包含一準備步驟S1、一估算步驟S2、一選育步驟S3及一配對步驟S4。請一併參閱第1圖所示，說明如下。

該準備步驟S1，可將該電腦系統連接該資料庫，該資料庫儲存數個母源之參數及數個父源之參數，用於執行該育王作業，該電腦系統耦接至少一收音器，用以測量該蜂箱之音量，該蜂箱內含一蜂王及數隻蜂。在此實施例中，該電腦系統1可直接讀取該資料庫中預存的參數或由使用者輸入原始資料再轉換成該參數，各母源之參數可為〝採蜜量〞、〝產乳量〞、〝採粉量〞、〝領導係數〞、〝健康係數〞及〝成本係數〞等，各父源之參數可為〝生產權重〞、〝領導權重〞、〝溫馴權重〞、〝抗病權重〞、〝勤勞權重〞等，惟不以此為限。

該估算步驟S2，可由該電腦系統依據該母源之參數計算數個母群評分，依據該父源之參數計算數個父群評分，計算各父群評分與各母群評分之均值分別為一候選均值。其中，各父源之編號為f(f=1,2,3,…)，各母源之編號為m(m=1,2,3,…)。在此實施例中，如第1圖所示，該電腦系統1可假設第m個母源之母群評分的計算方式可如下式(1)所示，其中，BMS _m為第m個母源之母群評分，W_m1為第m個母源之蜜量權重(如：20%)，W_m2為第m個母源之乳量權重(如：20%)，W_m3為第m個母源之粉量權重(如：20%)，W_m4為第m個母源之領導權重(如：15%)，W_m5為第m個母源之健康權重(如：15%)，W_m6為第m個母源之成本權重(如：10%)，用以取得較佳澍值計算成果，各權重之數值亦可自行依不同需求微調，在此並不設限；另，IE _mi的計算方式可如下式(2)所示：其中，IE_mi為第m個母源之第i個參數，i=1~6分別為一採蜜量、一產乳量、一採粉量、一領導係數、一健康係數、一成本係數，EB_i為第i個參數之最大值，ES_i為第i個參數之最小值，E _mi為第i個參數之原始資料，為第i個參數之原始資料最大值，為第i個參數之原始資料最小值。

此外，在此實施例中，該數個父群評分可為數個父群採蜜評分、數個父群產乳評分或數個父群採粉評分等，該電腦系統1可假設第f個父源之父群評分的計算方式如下式(3)所示：其中，BFS _f為第f個父源的父群評分，W_f1為第f個父源之生產權重(如：20%)，W_f2為第f個父源之領導權重(如：20%)，W_f3為第f個父源之溫馴權重(如：20%)，W_f4為第f個父源之抗病權重(如：20%)，W_f5為第f個父源之勤勞權重(如：20%)，用以取得較佳數值計算成果，各權重之數值亦可自行依不同需求微調，在此並不設限；另，QE _fj的計算方式可如下式(4)所示：其中，QE_fj為第f個父源之第j個參數，qE _fk為第f個父源的第k個係數，k=1~5分別為一生產係數、一領導係數、一溫馴係數、一抗病係數、一勤勞係數，EB_j為第j個參數之最大值，ES_j為第j個參數之最小值，E _fk為第k個係數之原始資料，為第k個參數之原始資料最大值，為第k個參數之原始資料最小值；另，各候選均值的計算方式可如下式(5)所示，其中，l為母源與父源之排列組合編號，如：1,2,3,…，SUM _l為第l個母源與父源之排列組合的候選均值，BMS _m為第m個母源之母群評分，BFS _f為第f個父源的父群評分。

該選育步驟S3，可由該電腦系統選取該數個候選均值中最大值對應的母源及父源作為一候選組合後輸出，供一使用者進行一〝蜂王除舊佈新過程〞後，進行一配對步驟。在此實施例中，該電腦系統1可先將該數個候選均值進行數值排序，如：利用泡沫排序法等，以便選取該數個候選均值中排序最高的參數對應的母源及父源(即用於培育後代蜂王的育王組合)作為該候選組合，並將該候選組合輸出(如：顯示、播放聲響或印出訊息等)，供該使用者進行該蜂王除舊佈新過程，亦即，將來自該候選組合中母源之幼蟲及選自該候選組合中父源之雄蜂置於該蜂箱3，其中，該母源之幼蟲可先置於人工王台(Queen Cell Cup)，該父源之雄蜂可置於人工蜂巢片(Honeycomb)，以便置入該蜂箱3，當該蜂箱3中王台的幼蟲羽化成處女蜂，該處女蜂與雄蜂可行空中交配，使該處女蜂蛻變為蜂王，再飛回蜂箱，此過程約7至12天；此過程中，可由該使用者移除該蜂箱之蜂王，以利蜂群接受新蜂王；之後，該電腦系統1可等待一待工時間(如：一天)後自動進行該配對步驟S4，亦可等待該使用者輸入指令再進行該配對步驟S4，在此並不設限。

該配對步驟S4，可由該電腦系統經該收音器監測該蜂箱之音量，若該音量上升超過一門檻值後，再降至低於該門檻值，以該候選組合作為一育王組合後輸出，否則，剔除該候選組合對應之候選均值，重新進行該選育步驟S3，直到輸出該育王組合或無該候選均值為止。在此實施例中，由於蜜蜂的習性使然，若該蜂箱3內無蜂王，則箱內工蜂會由平靜狀態逐漸產生恐慌狀態，而發出〝嗡嗡〞聲，在新的蜂王未飛入該蜂箱3前，可由該電腦系統1接收該收音器2的輸出訊號，用以監測該蜂箱3之音量，若該音量上升超過一門檻值(如：75分貝)後，經過一段時間(如：7至12天)，再降至低於該門檻值(如第3圖所示之音量曲線C)，即表示新的蜂王已飛入該蜂箱3內，箱內工蜂在接受蜂王後，可由恐慌狀態逐漸回復為平靜狀態，該電腦系統1可認定該母源之幼蟲已蛻變成該蜂箱3之蜂王，並以該候選組合作為該育王組合後輸出，供使用者利用該育王組合作為培育其他蜂王之父源、母源；否則，可能表示遇到一些不可預知因素阻撓(如：蜂王未飛回箱內、飛錯蜂箱或未被蜂群接受)，該電腦系統1可剔除該候選組合對應之候選均值，再重新進行該選育步驟S3，以便選取該數個候選均值中排序最高的參數對應的母源及父源作為另一候選組合，供該使用者進行另一蜂王除舊佈新過程，之後，再重新進行該配對步驟S4，直到輸出該育王組合或無該候選均值為止。其中，使用者亦可依實際需求重複進行本發明蜂王育種評估方法實施例，以利產生具有特殊功能的蜂王。依此類推，可自動找出優化後代蜂王之父源、母源的育王組合，可排除人為誤差或經驗傳承不佳所致的不良結果，如：需大量放入幼蟲王台才可順利育王等。以下舉例說明本發明蜂王育種評估方法實施例之實際應用情形，惟不以此為限。

舉例而言，該電腦系統1可由使用者輸入原始資料再轉換成該數個母源之參數，其中，數個母源(如：養蜂廠商)之原始資料可如下表一所示。

其中，採蜜量、產乳量、採粉量之EB_i、ES_i分別為90、10，成本之EB_i、ES_i分別為10、90，強=90，中=80，弱=70，帶入上式(2)，以母源代號VQM₅為例，可分別試算採蜜量、產乳量與採粉量，如下所示：採蜜量：，產乳量：，採粉量：，依此類推，可得其餘參數的計算結果，轉換後之參數可如下表二所示。

接著，該電腦系統1可將上表二中數值帶入上式(1)，其中，該蜜量權重為20%，該乳量權重為20%，該粉量權重為20%，該領導權重為15%，該健康權重為15%，該成本權重為10%，可算出第1至5個母源之母群評分，如下表三所示。

接著，該電腦系統1可由使用者輸入原始資料再轉換成該數個父源之參數，其中，數個父源(如：養蜂業者的蜂箱)之原始資料可如下表四所示。

其中，採蜜量、產乳量、採粉量之EB_i、ES_i分別為90、10，強=90，中=80，弱=70，帶入上式(4)，以父代號VQF₅為例，可分別試算採蜜量、產乳量與採粉量如下所示：採蜜量：，產乳量：，採粉量：，依此類推，可得其餘參數的計算結果，轉換後之參數可如下表五所示。

接著，該電腦系統1可將上表五中數值帶入上式(3)，其中，該生產權重為20%，該領導權重為20%，該溫馴權重為20%，該抗病權重為20%，該勤勞權重為20%，可算出第1至5個父源之父群採蜜評分、父群產乳評分、父群採粉評分，如下表六所示。

接著，該電腦系統1可將上表三、六的資料帶入上式(5)，用以計算各候選均值，如：採蜜量、產乳量或採粉量之均值，例如：採蜜量之均值，如下所示：其中，SUM₁至SUM₂₅經過從大到小排序後，若SUM₂₅為數值最高者(最大值)，則可選擇VQM₅(廠商名稱：涂O方)作為母源，另可選擇VQF₅(蜂箱編號：173)作為父源，用以共同組成該候選組合，供該使用者將來自該母源之幼蟲及選自該父源之雄蜂置於該蜂箱3，並由該使用者移除該蜂箱3之蜂王，以利培育新蜂王。依此類推，亦可計算產乳量或採粉量之均值排序後取最大值作為選用該候選組合之依據，係所屬技術領域中具有通常知識者可以理解，在此容不贅述。

之後，可由該電腦系統1經該收音器2監測該蜂箱3之音量，若該音量上升超過該門檻值後，再降至低於該門檻值，可認定該母源之幼蟲已蛻變成該蜂箱3之蜂王，以該候選組合作為培育蜂王之育王組合後輸出，否則，剔除該候選組合對應之候選均值(SUM₂₅)，重新進行該選育步驟S3，以便採用SUM₁至SUM₂₄中最大值對應的母源及父源作為該候選組合，再進行該配對步驟S4，用以輸出該育王組合，供使用者利用產生該蜂王的育王組合(母源及父源)產生其他蜂箱3之蜂王，還可以該育王組合作為次年換王之母源及父源。其中，次年換王之母源及父源可排除前三年用過的育王組合，用以避免近親繁殖產生問題蜂王(如：殘障等)。

藉由前揭之技術手段，本發明蜂王育種評估方法實施例的主要特點列舉如下：首先，可將該電腦系統1連接該資料庫，該資料庫可儲存數個母源之參數及數個父源之參數，用於執行該育王作業，該電腦系統1可耦接至少一收音器2，用以測量該蜂箱3之音量，該蜂箱3內含該蜂王(舊蜂王)及數隻蜂；接著，可由該電腦系統1依據該母源之參數計算數個母群評分，再依據該父源之參數計算數個父群評分，可計算各父群評分與各母群評分之均值分別為各候選均值；接著，可由該電腦系統1選取該數個候選均值中最大值對應的母源及父源作為該候選組合後輸出，供該使用者進行該蜂王除舊佈新過程；之後，可由該電腦系統1經該收音器2監測該蜂箱3之音量，若該音量上升超過該門檻值後，再降至低於該門檻值，以該候選組合作為該育王組合後輸出(用以培育新種蜂王)，否則，剔除該候選組合對應之候選均值，直到輸出該育王組合或無該候選均值為止。

承上，本發明蜂王育種評估方法實施例可由該電腦系統1及收音器2測量該蜂箱3之音量，可由客觀指標(如：採蜜量、產乳量及採粉量等)自動依據蜂群習性評估蜂王的最佳育種組合，無需人工查箱即可完成，可以達成「自動找出優化後代蜂王之父源、母源的育王組合」功效，可排除習知蜂王育種方法「易錯過各箱之蜂王的最佳交配時間」、「難以目視判斷新蜂王是否回箱」、「無法依據客觀指標評估新蜂王父母群來源的育王組合」及「人為誤差或經驗傳承不佳所致的不良結果」等問題。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

S1‧‧‧準備步驟

S2‧‧‧估算步驟

S3‧‧‧選育步驟

S4‧‧‧配對步驟

Claims

一種蜂王育種評估方法，係包含：一準備步驟，將一電腦系統連接一資料庫，該資料庫儲存數個母源之參數及數個父源之參數，用於執行一育王作業，該電腦系統耦接至少一收音器，用以測量一蜂箱之音量，該蜂箱內含一蜂王及數隻蜂；一估算步驟，由該電腦系統依據該母源之參數計算數個母群評分，依據該父源之參數計算數個父群評分，計算各父群評分與各母群評分之均值分別為一候選均值；一選育步驟，由該電腦系統選取該數個候選均值中最大值對應的母源及父源作為一候選組合後輸出，供一使用者進行一蜂王除舊佈新過程後，進行一配對步驟；及該配對步驟，由該電腦系統經該收音器監測該蜂箱之音量，若該音量上升超過一門檻值後，再降至低於該門檻值，以該候選組合作為一育王組合後輸出，否則，剔除該候選組合對應之候選均值，重新進行該選育步驟，直到輸出該育王組合或無該候選均值為止。
根據申請專利範圍第1項所述的蜂王育種評估方法，其中在該估算步驟中，各父源之編號為f，各母源之編號為m，第m個母源之母群評分的計算方式如下式所示，其中，BMS _m為第m個母源之母群評分，W_m1為第m個母源之蜜量權重，W_m2為第m個母源之乳量權重，W_m3為第m個母源之粉量權重，W_m4為第m個母源之領導權重，W_m5為第m個母源之健康權重，W_m6為第m個母源之成本權重，其中，IE_mi為第m個母源之第i個參數，i=1~6分別為一採蜜量、一產乳量、一採粉量、一領導係數、一健康係數、一成本係數，EB_i為第i個參數之最大值，ES_i為第i個參數之最小值，E _mi為第i個參數之原始資料，為第i個參數之原始資料最大值，為第i個參數之原始資料最小值；第f個父源之父群評分的計算方式如下式所示，其中，BFS _f為第f個父源的父群評分，W_f1為第f個父源之生產權重，W_f2為第f個父源之領導權重，W_f3為第f個父源之溫馴權重，W_f4為第f個父源之抗病權重，W_f5為第f個父源之勤勞權重，其中，QE_fj為第f個父源之第j個參數，qE _fk為第f個父源的第k個係數，k=1~5分別為一生產係數、一領導係數、一溫馴係數、一抗病係數、一勤勞係數，EB_j為第j個參數之最大值，ES_j為第j個參數之最小值，E _fk為第k個係數之原始資料，為第k個參數之原始資料最大值，為第k個參數之原始資料最小值。
根據申請專利範圍第2項所述的蜂王育種評估方法，其中各候選均值的計算方式如下式所示，其中，l為母源與父源之排列組合編號，SUM _l為第l個母源與父源之排列組合的候選均值，BMS _m為第m個母源之母群評分，BFS _f為第f個父源的父群評分。
根據申請專利範圍第2項所述的蜂王育種評估方法，其中第m個母源之蜜量權重為20%，第m個母源之乳量權重為20%，第m個母源之粉量權重為20%，第m個母源之領導權重為15%，第m個母源之健康權重為15%，第m個母源之成本權重為10%。
根據申請專利範圍第2項所述的蜂王育種評估方法，其中第f個父源之生產權重為20%，第f個父源之領導權重為20%，第f個父源之溫馴權重為20%，第f個父源之抗病權重為20%，第f個父源之勤勞權重為20%。
根據申請專利範圍第1項所述的蜂王育種評估方法，其中該數個父群評分為數個父群採蜜評分、數個父群產乳評分或數個父群採粉評分。